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論文

Giant multiple caloric effects in charge transition ferrimagnet

小杉 佳久*; 後藤 真人*; Tan, Z.*; 菅 大介*; 礒部 正彦*; 吉井 賢資; 水牧 仁一朗*; 藤田 麻哉*; 高木 英典*; 島川 祐一*

Scientific Reports (Internet), 11(1), p.12682_1 - 12682_8, 2021/06

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Multidisciplinary Sciences)

固体における熱量効果はいくつか知られているが、気体の膨張圧縮を用いた手法に比べ、効率的で環境に優しい冷凍効果が実現できることが知られている。新規な熱量効果を開拓することは、今後の持続的社会の実現などの観点から重要である。本論文では、フェリ磁性体BiCu$$_{3}$$Cr$$_{4}$$O$$_{12}$$が、一次相転移である電荷秩序温度190Kにおいて複数の熱量効果が重畳するマルチ熱量効果を示すことを発見した。この相転移温度に置けるエントロピー変化28.2J K$$^{-1}$$ kg$$^{-1}$$は、外部磁場の変化(磁気熱量効果)によっても、圧力の変化(圧力熱量効果)によっても利用可能であることが分かった。断熱状態の温度変化は、外部磁場50kOeのとき3.9K、圧力4.9kbarのとき4.8Kであった。これらの結果は、効率的な冷凍が複数の手法によって行える系であることを示す。

論文

Three-dimensional electronic structures and the metal-insulator transition in Ruddlesden-Popper iridates

山崎 篤志*; 藤原 秀紀*; 橘 祥一*; 岩崎 大昌*; 東野 勇志*; 吉見 千秋*; 中川 広野*; 中谷 泰博*; 山神 光平*; 荒谷 秀和*; et al.

Physical Review B, 94(11), p.115103_1 - 115103_10, 2016/11

AA2016-0587.pdf:2.55MB

 被引用回数:14 パーセンタイル:64.66(Materials Science, Multidisciplinary)

軟X線角度分解光電子分光を用いて、Ruddlesden-Popper型イリジウム酸化物Sr$$_{n+1}$$Ir$$_{n}$$O$$_{3n+1}$$の3次元バンド構造を調べた。その結果、IrO$$_{2}$$面構造の次元性の増加と共に発現する金属-絶縁体転移に関する直接的な証拠を得た。この転移は、スピンー軌道結合により生じた$$j_{eff}$$ = 1/2バンドがフェルミエネルギーを横切ることにより生じる。入射光エネルギーを350eV以上走査することにより、SrIrO$$_{3}$$の3次元フェルミ面形状及び、Sr$$_{3}$$Ir$$_{2}$$O$$_{7}$$$$k_{z}$$依存した光電子強度の振動を明らかにした。本手法は、電子状態の全体像の理解において非常に有効である。

論文

Large trigonal-field effect on spin-orbit coupled states in a pyrochlore iridate

植松 大介*; 佐賀山 基*; 有馬 孝尚*; 石川 洵*; 中辻 知*; 高木 英典*; 吉田 雅洋*; 水木 純一郎; 石井 賢司

Physical Review B, 92(9), p.094405_1 - 094405_6, 2015/09

 被引用回数:18 パーセンタイル:68.15(Materials Science, Multidisciplinary)

The half-filled topmost valence band of Ir$$^{4+}$$ in several iridates such as Sr$$_2$$IrO$$_4$$, IrO$$_2$$, and CaIrO$$_3$$ has been proposed to originate mainly from the spin-orbit coupled $$J_{rm eff}=1/2$$ states. In pyrochlore iridates $$R_2$$Ir$$_2$$O$$_7$$ ($$R$$: rare earth), some exotic electronic states are theoretically proposed by assuming $$J_{rm eff}=1/2$$ states. However, the octahedral coordination around Ir is trigonally distorted, which may affect the energy level scheme of Ir $$5d$$ states. Here, we report spectra of resonant elastic and inelastic X-ray scattering in Eu$$_2$$Ir$$_2$$O$$_7$$ at the Ir $$L$$ edges. A large suppression of the magnetic scattering signal at the Ir $$L_{rm II}$$ edge supports the $$J_{rm eff}=1/2$$ picture rather than the $$S=1/2$$ one. The inelastic scattering spectrum indicates that the magnitude of the trigonal field on the Ir$$^{4+}$$ states is evaluated to be comparable to the spin-orbit interaction. The energy diagram of the $$5d$$ state is proposed based on the simple cluster model.

論文

Anomalous metallic state in the vicinity of metal to valence-bond solid insulator transition in LiVS$$_{2}$$

片山 尚幸*; 内田 正哉*; 橋爪 大輔*; 新高 誠司*; 松野 丈夫*; 松村 大樹; 西畑 保雄; 水木 純一郎; 竹下 直*; Gauzzi, A.*; et al.

Physical Review Letters, 103(14), p.146405_1 - 146405_4, 2009/10

 被引用回数:45 パーセンタイル:86.42(Physics, Multidisciplinary)

三角格子を持ち、価電子結合固体状態を持つことで知られるLiVS$$_{2}$$とLiVSe$$_{2}$$について研究を行った。金属と強相関系絶縁体の境目にあるLiVS$$_{2}$$は、金属から価電子結合固体絶縁体への転移を305Kにて示した。金属-絶縁体転移の近傍で価電子結合固体状態が観測されたことは、価電子結合固体状態を考える際の電子の遍歴性の重要さを示している。高温金属層に見られる擬ギャップ状態についても議論を行った。また、LiVSe$$_{2}$$は2Kまで金属状態であった。

論文

Hydrogen adsorption on single-walled carbon nanotubes studied by core-level photoelectron spectroscopy and Raman spectroscopy

登倉 明雄*; 前田 文彦*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆; 高木 大輔*; 本間 芳和*; 渡辺 義夫*; 小林 慶裕*

Carbon, 46(14), p.1903 - 1908, 2008/11

 被引用回数:18 パーセンタイル:52.96(Chemistry, Physical)

その場放射光内殻光電子分光とラマン分光を用いて、垂直に揃ったカーボンナノチューブの原子状水素吸着が研究された。C1s内殻光電子スペクトルから単層カーボンナノチューブの炭素原子のCH結合に由来する成分を同定した。さらに、$$pi$$プラズモン励起が抑制されることも見いだした。これは水素吸着が結合を改質することを示唆している。単層カーボンナノチューブのラマンスペクトルからは、ラジカル呼吸モードの強度が水素吸着誘起結合改質によって減少することがわかった。さらに、小さな直径の単層カーボンナノチューブの方がその減少がより大きい。これらの結果から、水素吸着はsp$$^{2}$$からsp$$^{3}$$への結合改変をもたらし、また、それは単層カーボンナノチューブの直径に依存することがわかった。

口頭

軟X線光電子分光によるカーボンナノチューブへの原子状水素照射の影響の解析

登倉 明雄*; 前田 文彦*; 高木 大輔*; 本間 芳和*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 渡辺 義夫*; 小林 慶裕*

no journal, , 

われわれはカーボンナノチューブ(CNT)の化学的表面修飾の観点で水素化処理に注目している。細いCNTが大きな曲率に起因する歪みによって化学的に活性となると、選択的表面修飾による電子物性制御が期待される。そこで、実際に表面水素化反応に径依存性があるのか検証する目的で単層ナノチューブ(SWNT)と多層ナノチューブ(MWNT)の垂直配向膜を試料として、活性化した水素を照射したCNTの表面化学状態を、SPring-8のBL23SUにおいて表面敏感で化学的な反応を解析できる軟X線放射光を用いた光電子分光により分析した。細く曲率の大きいCNTほど表面の反応性が高いことを示唆する結果を得た。

口頭

Diameter dependence of hydrogen adsorption on single-walled carbon nanotubes

登倉 明雄*; 前田 文彦*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆; 高木 大輔*; 本間 芳和*; 渡辺 義夫*; 小林 慶裕*

no journal, , 

垂直配向SWNTを用いて原子状水素照射実験を行った。水素吸着の影響は内殻準位光電子分光とRaman散乱分光を用いて評価した。光電子分光では、C1sピークの半値幅の増加が観察された。ピーク分離による解析結果は、水素化を強く示唆している。$$pi$$プラズモンロスピークの変化に着目した解析では、吸着による構造変化を示唆するプラズモンの抑制が観察された。Raman散乱分光の結果は、照射の影響として細い直径のSWNTからの優先的な半径方向ブレスモード(RBM)信号の減少とGバンド/Dバンド比(GD比)の悪化を示した。これらの結果は、細いSWNTに水素化が起こりやすいという直径依存性を示唆している。

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